金属杨氏弹性模量的测量实验报告

金属杨氏弹性模量的测量实验报告

篇一：金属材料杨氏模量的测定实验报告

浙江中医药大学

学生物理实验报告

实验名称金属材料杨氏模量的测定

学院信息(本文来自：小草范文网:金属杨氏弹性模量的测量实验报告)技术学院专业医学信息工程班级一班

报告人学号同组人学号同组人学号同组人学号理论课任课教师实验课指导教师实验日期 XX 年3月2日报告日期 XX年3月3日实验成绩批改日期

浙江中医药大学信息技术学院物理教研室

篇二：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验报告示范实验名称：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量

一．实验目的

学习用拉伸法测定钢丝的杨氏模量；掌握光杠杆法测量微小变化量的原理；学习用逐差法处理数据。

二．实验原理

长为l，截面积为S的金属丝，在外力F的作用下伸长了?l,称Y?丝直径为d，即截面积S??d2/4,则Y?

F/S

为杨氏模量（如图1）。设钢?l/l

4lF

。 ??ld2

伸长量?l比较小不易测准，因此，利用光杠杆放大原理，设计装置去测伸长量?l（如图2）。

由几何光学的原理可知，?l?

8FlLbb

。

(n?n0)n， ?Y?2

2L2L?db?n

图1图2

三．主要仪器设备

杨氏模量测定仪；光杠杆；望远镜及直尺；千分卡；游标卡尺；米尺；待测钢丝；砝码；水准器等。

四．实验步骤

1. 调整杨氏模量测定仪 2．测量钢丝直径 3．调整光杠杆光学系统 4．测量钢丝负荷后的伸长量

(1) 砝码盘上预加2个砝码。记录此时望远镜十字叉丝水平线对准标尺的刻度值n0。

'''

(2) 依次增加1个砝码，记录相应的望远镜读数n1。 ,n2，?,n7

''''''''(3) 再加1个砝码，但不必读数，待稳定后，逐个取下砝码，记录相应的望远镜读数n7。 ,n6，?,n1,n0

(4) 计算同一负荷下两次标尺读数(ni'和ni'')的平均值ni?(ni'?ni'')/2。

(5) 用隔项逐差法计算?n。

5. 用钢卷尺单次测量标尺到平面镜距离L和钢丝长度；用压脚印法单次测量光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离b。

6．进行数据分析和不确定度评定，报道杨氏模量值。

五．数据记录及处理

1．多次测量钢丝直径d

表1 用千分卡测量钢丝直径d（仪器误差取0.004mm）钢丝直径d的：

A类不确定度uA(d)?

112

(d?)?(di?)2/n?1) ??i

n(n?1)n

?0.278?10?4/(6?1)?0.0024 mm

B类不确定度uB(d)?

??

0.004?0.0023mm

总不确定度uC(d)?

22uA(d)?uB(d)?0.0034 mm

相对不确定度 ur(d)?

uC(d)0.0034

??0.48% 0.710测量结果?

?d?(0.710?0.004)mm

?ur(d)?0.48%

2．单次测量：用米尺单次测量钢丝长l、平面镜与标尺间距L，用游标卡尺测量光杠杆长b

（都取最小刻度作为仪器误差，单次测量把B类不确定度当作总不确定度处理）

表2 钢丝长l、平面镜与标尺间距L、测量光杠杆长b 单位：mm

（计算方法：不确定度=仪器误差/

）

3．光杠杆法测量钢丝微小伸长量

“仪器误差”，即u(?n)?0.02/?0.012mm）

4．计算杨氏模量并进行不确定度评定

8FlL

可得钢丝的杨氏模量的：

?d2b?n

8FlL8?4.00?9.8?663.0?10?3?907.5?10?311

2.123?10近真值Y?=(N/m2) ?2?32?3?2

?db?n3.14?[0.710?10]?75.86?10?0.74?10

由表1、表2、表3所得数据代入公式Y?

相对不确定度ur(Y)?ur(l)]2?[ur(L)]2?[2ur(d)]2?[ur(b)]2?[ur(?n)]2 ?0.000872?0.000642?(2?0.0048)2?0.000162?0.00162 0.98%

总不确定度uC(Y)?ur(Y)?Y?0.21?10(N/m2)

11

?Y?(2.12?0.21)?1011N/m2

测量结果?

?ur(Y)?0.98%

篇三：传统的杨氏弹性模量实验报告

杨氏弹性模量的测定

实验人：

杨氏弹性模量是材料弹性性质的一个主要特征量.本实验通过对钢丝杨氏弹性模量的测量,学习一种测量长度微小变化的方法:光杠杆镜尺法.

[目的]

1.测定金属丝的杨氏弹性模量.

2.掌握光杠杆镜尺法测定长度微小变化的原理,学会具体的测量方法.

3.学习处理实验数据的两种方法:图解法和逐差法. [原理]

1.金属丝受外拉力作用,会有伸长,且遵从虎克定律,有Y?

mgL

S?L

其中,Y:杨氏弹性模量 mg:外力 S:金属丝横截面积L:金属丝长度△L:金属丝伸长量

标尺

图1.拉伸法测量杨氏弹性模量原理图

2.光杠杆镜尺法测微原理

如图1,该系统利用镜子放大微小变化,从而达到测微效果.结合虎克定律及光杠杆镜尺法,可得杨氏弹性模量为2LDg?mY?

sk?l

其中,L:金属丝原长 D:镜面到标尺的垂直距离 S:金属丝截面积 K:光杠杆前足到两后足连线的垂直距离?m:单个砝码质量

?l:加/减单个砝码时，标尺读数变化量

LDgSK均为常量,?m/?l由图解法和逐差法求出 [仪器] 杨氏模量测定仪(如图M-4-3),调节方法如下:

1.调节光杠杆与望远镜在同一高度,光杠杆镜面尽可能铅直.

2.在望远镜外侧寻找光杠杆镜面上标尺的象(如看不到,